文/江才志 科普時間：什么是操作系統？ 操作系統是管理計算機硬件與軟件資源的計算機程序，同時也是計算機系統的內核與基石。操作系統需要處理如管理與配置內存、決定系統資源供需的優先次序、控制輸入設備與輸出設備、操作網絡與管理文件系統等基本事務。 Question：飛機上一般用的是什么操作系統？ A：Windows B：macOS C：Linux D：以上都不是 請各位航知粉們把自己腦海中第一個答案寫在評論區。 目前市面上的操作系統主要分為桌面操作系統（如Windows，macOS等）、智能移動操作系統（如Android，iOS等）和嵌入式操作系統（如車載控制系統，飛機控制設備操作系統等）。 選錯的小伙伴不要灰心，筆者剛開始也是認為是Windows的，但是Windows系統第一個版本才從1983年開始研制，開發了兩年多才問世，距離1903年12月17日，萊特兄弟制造的第一架飛機“飛行者1號” 起飛差不多有八十多年，而Linux的發行時間是1991年10月5日，比Windows還晚，更加不可能被工程師當做飛機的操作系統，那飛機真正的操作系統是什么呢？ VxWorks 首先說一下國外的機載嵌入式操作系統，以美國著名的Wind River公司的VxWorks系統為代表，它以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術及實時性要求極高的領域中，如衛星通訊、軍事演習、彈道制導、飛機導航等，其在AH-64、F-16、F-18、B-2等有人作戰飛機，X-47無人機以及各種導彈、太空探測器上都有廣泛應用，包括1997年4月在火星表面登陸的“探路者”火星探測器、2008年5月登陸的鳳凰號、2012年8月登陸的好奇號都有VxWorks的身影。（民用代表有美國波音-787客機）
F-16戰機 吳飛龍/攝
圖源：VxWorks官方網站
圖源：VxWorks官方網站 VxWorks 653是一個安全、安全和可靠的實時操作系統(RTOS) ，在最新的 ARM、英特爾和 PowerPC 多核心平臺上提供了一個開放的虛擬化平臺，具有健壯的時間和可靠性。憑借360多個客戶在100多架民用和軍用飛機的600多個安全項目中證明的技術，VxWorks 653正在推動航空航天和國防領域向軟件定義系統的轉變，帶來了解決真正商業問題的創新技術。 Integrity-178B 國外IMA模塊式航電系統使用的是Green Hills Software 公司的Integrity-178B分區操作系統，它在內核設計中去掉了動態內存分配功能，從而保證了所有操作均能在指定時間內完成。使用這一系統的包括美國的F-22猛禽、F-35、B-52轟炸機、B-1B轟炸機、C-17運輸機和F-16改進型，以及歐洲的A-400M運輸機。（民用代表有歐洲空客-380客機）
圖源：https://www.ghs.com/products/safety_critical/integrity-do-178b.html 在2008年Green Hills軟件公司宣布其Integrity-178B 實時操作系統成為第一個通過通用標準評估分級6 級（EAL 6 ）的操作系統，這是操作系統中達到的最高安全級別。 Question：那我們國家的飛機操作系統是不是像大家日常使用Windows一樣用的是那些國外的機載嵌入式操作系統呢？ Answer：雖然國內互聯網發展幾十年以來，我國的基礎軟件都一直依賴于西方和美國等發達國家，嵌入式操作系統也掌握在國外少數幾個公司手中，比如“安卓巨頭”Google。但大量事實證明，國外操作系統中存在諸多的“缺陷”和“后門”，就像Windows一樣需要不斷的打“補丁”，甚至需要升級換代！ （真實示例請參考：航知波音737MAX空難解析：https://mp.weixin.qq.com/s/98yeb6jsmJAsMNDh6PBBjQ） 就像華為一樣，我們走的是自主發展的道路，而不像鄰居印度沒有就花錢到處“買買買”。為了提升我國航空裝備的自主能力，中航工業計算所早在2006年就在突破操作系統內核關鍵技術的后又攻克了基于分區化的軟件架構、時間/空間隔離、確定性調度、健康監控和配置等一系列技術難題，成功研制出“天脈”操作系統的原型ACoreOS產品。天脈操作系統原型的研發成功，打碎了西方國家“中國操作系統無法實現自主”的狂妄之言。
2008年機載操作系統正式獲得國家立項，產品命名為“天脈”操作系統，根據需求分為天脈1和天脈2兩款產品。天脈1為基本平板管理模式，響應能力強、結構簡潔、高效，適合單臺設備使用。天脈2在實現基本操作系統功能基礎上，面向新一代綜合化模塊化航空電子系統（IMA）、滿足ARINC 653標準的“時間”“空間”健壯分區保護功能，可以作為航電系統的核心操作系統。 再來看看鄰國俄羅斯，俄國家航空系統研究院正在開發用于MS-21新型客機的機載操作系統。該操作系統從2016年開始開發，主要用于俄工貿部的進口替代項目，目前這個機載操作系統還在測試之中。
該系統的第一個版本命名為JetOS，用于航空認證的操作系統核心開發也早在2019年年底就已完成。俄國家航空系統研究院院長表示，該系統需要得到一攬子的認證，因為要用于國內航空飛行器上，他認為采用其他國家的操作系統可能會威脅俄國家安全。JetOS操作系統的研發于2017年公開。當初預計系統操作的認證過程需要2年。該操作系統的認證和完成對于保護俄航空工業免于西方制裁的危害是很有幫助的。 結語 一個國家想要變得強大，其核心技術一定要掌握在自己手中，正因如此，我們才有了現在的C919，才有了未來的C929。 |
